【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物降解高分子材料改性及发泡，具体为一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫及其制备方法。
技术介绍
1、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)是一种生物降解脂肪族-芳香族线形共聚酯，其单体为丁二醇、己二酸和对苯二甲酸，兼具了己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的特性，不仅具有柔性脂肪族聚酯良好的生物降解性、高延展性和柔韧性，而且还具有刚性芳香族聚酯良好的冲击性能和耐热性。其发泡材料具有重量轻、孔隙率高、柔韧性好和隔热以及优异的可生物降解性和生物相容性等特点，在缓冲包装、物流运输、体育休闲等领域有很大的应用前景。
2、但pbat在发泡材料方面仍然存在着许多难题，例如分子量低、直链结构导致的熔体强度低；为半结晶聚合物，结晶速率快导致的加工窗口窄。通常采用改性的方法来提高pbat的熔体弹性、可发性和各项宏观物理性能。目前，针对pbat的改性方法有扩链、交联、填充、共混等，可单一或复配使用，已知的改性研究较多且比较完善。
3、此外，发泡方法对于pbat发泡材料制备后的表观形貌以及各项宏观物理性能同样有着重大影响。目前，常用的发泡方法有挤出发泡、模压发泡、釜压发泡、注射发泡。而采用真空发泡法制备可生物降解聚合物泡沫的研究，国内外未见文献报道。
4、聚合物微孔泡沫与传统聚合物泡沫相比，平均泡孔尺寸1～10μm，泡孔密度109～1012个/cm3，微孔的存在能够起到钝化微裂纹尖端的作用，阻止裂纹的进一步扩展。同时极小的泡孔尺寸和巨大的泡孔密度使得聚合物微孔泡沫具有质轻强度高、耐冲击、抗疲劳、热稳定、介
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫及其制备方法。以解决上述背景中提出的真空发泡法在生物降解聚合物发泡领域的应用空白，以及当今所制备的pbat微孔泡沫发泡倍率受到限制，难以提高的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种真空发泡法制备超高发泡倍率pbat微孔泡沫，包含如下质量分数的组成：聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯100份，扩链剂0～2份，泡孔稳定剂0～2.5份，泡孔成核剂0～10份，且扩链剂、泡孔稳定剂、泡孔成核剂三者不能均取0，优选地，其中扩链剂0.01～2份，泡孔稳定剂0.01～2.5份，泡孔成核剂0.01～10份。
3、根据上述技术方案，所述聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的密度为1.10～1.35g/cm3，熔体流动速率<15g/10min(190℃/2.16kg)。
4、根据上述技术方案，所述扩链剂选自环氧基扩链剂、异氰酸酯类扩链剂、酸酐类扩链剂和唑啉扩链剂中的至少一种。
5、根据上述技术方案，所述泡孔稳定剂选自丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂、异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂和甘油脂肪酸酯类泡孔稳定剂中的至少一种。
6、根据上述技术方案，所述泡孔成核剂选自滑石粉、碳酸钙、纳米蒙脱土、二氧化钛、二氧化硅、碳纳米管、氟化poss、石墨烯和纤维素纳米晶中的至少一种。
7、根据上述技术方案，所述的pbat微孔泡沫其泡孔尺寸为1～10μm，发泡倍率可达15以上。
8、如上所述任一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫的制备方法，包含如下步骤：
9、(1)将pbat置于鼓风干燥烘箱中干燥。
10、(2)将pbat，扩链剂，泡孔稳定剂，泡孔成核剂按原料配比加入到转矩流变仪对物料进行高温匀速共混，得到混合物料。
11、(3)将(2)所得的混合物料放入模具中，然后使用平板硫化仪热压成型得到板材。
12、(4)将(3)所得板材，裁制后固定在铁笼中，放置于发泡釜中，加热发泡釜并注入一定压力的发泡剂气体，保压一段时间后快速泄压得到低发泡倍率pbat微孔泡沫(或浸泡后的pbat样块)。
13、(5)将(4)所得泡沫(或样块)，置于加热后的真空干燥烘箱中，抽真空，保压一段时间，泄掉真空度得到超高发泡倍率pbat微孔泡沫。
14、其中，所述干燥时间为4～12小时；高温匀速共混温度为120～190℃；匀速为30～120rpm；共混时间2～15min；平板硫化仪热压温度为140～190℃。
15、根据上述技术方案，所述发泡剂气体选自co2、n2、丁烷和戊烷中的至少一种，釜压发泡温度为35～130℃；发泡釜压力为5～30mpa；发泡釜保压时间为2～48小时。
16、优选地，所述釜压发泡温度为40～100℃；
17、优选地，所述发泡釜压力为10～20mpa；
18、优选地，所述发泡釜保压时间为3～24小时。
19、根据上述技术方案，所述真空干燥烘箱温度为40～120℃；真空度为-0.02mpa～-0.10mpa；真空干燥烘箱保压时间为0.5～60min。
20、优选地，所述真空干燥烘箱温度为80～120℃；
21、优选地，所述真空度为-0.06mpa～-0.10mpa；
22、优选地，所述真空保压时间为3～20min。
23、本专利技术提出的真空发泡方法，能够稳定高效地制备出超高发泡倍率pbat微孔泡沫。微孔泡沫原本相比于普通孔泡沫，有更好的隔热性能，意味着同等隔热性能下，使用量更少，而高的发泡倍率又能够进一步降低成本。且制备工艺可控性强，加工难度低，可适用于大量生产。
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1.一种超高发泡倍率PBAT微孔泡沫，其特征在于，按质量计，包含如下组份：PBAT 100份，扩链剂0～2份，泡孔稳定剂0～2.5份，泡孔成核剂0～10份，且扩链剂、泡孔稳定剂、泡孔成核剂三者不能均取0，优选为扩链剂0.01～2份，泡孔稳定剂0.01～2.5份，泡孔成核剂0.01～10份，所述超高发泡倍率PBAT微孔泡沫通过将原料共混改性后先釜压浸泡再真空发泡制得。
2.根据权利要求1所述的一种超高发泡倍率PBAT微孔泡沫，其特征在于：所述PBAT的密度为1.10～1.35g/cm3，熔体流动速率<15g/10min(190℃/2.16kg)。
3.根据权利要求1所述的一种超高发泡倍率PBAT微孔泡沫，其特征在于：所述扩链剂选自环氧基扩链剂、异氰酸酯类扩链剂、酸酐类扩链剂和唑啉扩链剂中的至少一种；所述泡孔稳定剂选自丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂、异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂和甘油脂肪酸酯类泡孔稳定剂中的至少一种；所述泡孔成核剂选自滑石粉、碳酸钙、纳米蒙脱土、二氧化钛、二氧化硅、碳纳米管、氟化POSS、石墨烯和纤维素纳米晶中的至少一种。
4.根据
5.如权利要求1-4任一项所述的超高发泡倍率PBAT微孔泡沫的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥时间为4～12小时；高温匀速共混温度为120～190℃；匀速为30～120rpm；共混时间为2～15min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，平板硫化仪热压温度为140～190℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述发泡剂气体选自CO2、N2、丁烷和戊烷中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，釜压发泡温度为35～130℃；发泡釜压力为5～30MPa；发泡釜保压时间为2～48小时。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述真空干燥烘箱温度为40～120℃；真空度为-0.02MPa～-0.10MPa；真空干燥烘箱保压时间为0.5～60min。
...【技术特征摘要】
1.一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫，其特征在于，按质量计，包含如下组份：pbat 100份，扩链剂0～2份，泡孔稳定剂0～2.5份，泡孔成核剂0～10份，且扩链剂、泡孔稳定剂、泡孔成核剂三者不能均取0，优选为扩链剂0.01～2份，泡孔稳定剂0.01～2.5份，泡孔成核剂0.01～10份，所述超高发泡倍率pbat微孔泡沫通过将原料共混改性后先釜压浸泡再真空发泡制得。
2.根据权利要求1所述的一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫，其特征在于：所述pbat的密度为1.10～1.35g/cm3，熔体流动速率<15g/10min(190℃/2.16kg)。
3.根据权利要求1所述的一种超高发泡倍率pbat微孔泡沫，其特征在于：所述扩链剂选自环氧基扩链剂、异氰酸酯类扩链剂、酸酐类扩链剂和唑啉扩链剂中的至少一种；所述泡孔稳定剂选自丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂、异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂和甘油脂肪酸酯类泡孔稳定剂中的至少一种；所述泡孔成核剂选自滑石粉、碳酸钙、纳米蒙脱土、二氧化钛、二氧化硅、碳纳米管、氟化poss、石墨烯和纤维素纳米晶中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：周洪福，王向东，邓亚峰，李书宏，陈士宏，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：
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